三相逆變器設(shè)計(jì)與仿真

1、三相逆變器設(shè)計(jì)與仿真1.設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)要求輸出電壓V0：220V 輸出頻率f：50HZ 負(fù)載功率因數(shù)cos：0.8-1過載倍數(shù)：1.5倍輸出功率P0：6KVA負(fù)載參數(shù)的計(jì)算負(fù)載輸出部分電路圖，如下列圖負(fù)載輸出電路負(fù)載電阻最小值計(jì)算當(dāng)cos=1時(shí)，負(fù)載電阻計(jì)算計(jì)算公式為公式3-1；當(dāng)cos=0.8時(shí)，負(fù)載電阻計(jì)算公式為公式3-2 3-1 3-2 負(fù)載電感最小值計(jì)算負(fù)載無功功率為 負(fù)載電感感抗為 負(fù)載電感L1為 濾波電容計(jì)算濾波電容與負(fù)載并聯(lián)，對逆變電路輸出電流影響較大，所以設(shè)計(jì)濾波電路時(shí)選擇濾波電容取濾波電容容抗等于負(fù)載電感感抗的2倍濾波電容容抗為 濾波電容C為 實(shí)際取值120uF,由12個(gè)10uF

2、的電容構(gòu)成電容阻抗實(shí)際值為 無隔離變壓器時(shí)，逆變器輸出電流有效值長期最大電流為 短期最大電流為 無隔離變壓器時(shí)，逆變器輸出電流峰值長期電流峰值為 短期電流峰值為 三相逆變器電路三相逆變電路濾波電感計(jì)算1.濾波電感的作用 1).減小輸出電壓的諧波電壓 2).保證濾波電壓的傳輸2.設(shè)計(jì)濾波器時(shí)應(yīng)該注意以下問題 1).濾波電路固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)離輸出電壓中可能出現(xiàn)的諧波頻率例60倍頻 2).應(yīng)該遠(yuǎn)小于1即) 3).應(yīng)較小根據(jù)設(shè)計(jì)濾波器時(shí)要注意的問題要求而選擇濾波電感L為 實(shí)際取值為5mH所以濾波電感感抗為 濾波電路的固有頻率為 滿足要求逆變電路輸出電壓濾涉及負(fù)載部分電路圖，如圖所以濾涉及負(fù)載部分電路圖在過

3、載1.5倍的情況下：時(shí)即純阻性電感電流與間的夾角為 電感電流為 電感上的壓降為 逆變電路的輸出電壓為 時(shí)即阻感性負(fù)載電感電流與濾波電容電流之差為 與之間的夾角為 電感電流為 電感上的壓降為為 逆變電路的輸出電壓為主開關(guān)器件的耐壓主開關(guān)器件的耐壓根據(jù)所有工作情況下的最高電壓考慮，主開關(guān)器件所承受的最高電壓一般出現(xiàn)在輸入電壓最高、輸出負(fù)載最輕時(shí)，選主開關(guān)器件耐壓為實(shí)際工作電壓的2倍。取逆變電路在過載情況下的輸出電壓的2倍，即225.363*2=450.726V。在留有一定裕量下，實(shí)際選650V耐壓的開關(guān)器件。輸出濾波模型輸出濾波電路圖，如下列圖 輸出濾波電路根據(jù)輸出濾波電路寫出如下關(guān)系式 將式上面

4、公式變換形式后的式下面公式 根據(jù)上面公式畫出輸出濾波仿真模型，如下列圖 輸出濾波仿真模型輸出電壓Vo與輸入電壓Vi的關(guān)系式為 三相逆變器的控制策略 在給定輸入Vi與負(fù)載擾動(dòng)輸入io共同作用下下，閉環(huán)輸出Vos為 其閉環(huán)特征方程為 主導(dǎo)極點(diǎn)為 非主導(dǎo)極點(diǎn)為 期望的特征方程為 根據(jù)極點(diǎn)配置法求解，得 是阻尼比 是自然振蕩頻率 為濾波電感 為濾波電容當(dāng)、時(shí)，代入到公式中求得Kp=9.15 Kd=0.02 Ki=20658 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)將濾波電感電流或?yàn)V波電容電流瞬時(shí)值作為反饋量引入控制系統(tǒng)，設(shè)置電流內(nèi)化改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型有三種情況，如下列圖 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型 如下列圖，模型中負(fù)載擾動(dòng)在內(nèi)環(huán)之外，其優(yōu)點(diǎn)是能方便的實(shí)現(xiàn)逆變器的過流保護(hù)，但對負(fù)載擾動(dòng)的抗干擾性弱。雙閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為 四階系統(tǒng)期望閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)為 非主導(dǎo)極點(diǎn)、為 期望的四階系統(tǒng)特征方程為 根據(jù)極點(diǎn)配置法求解，得 將 ，代入公式求得a0=6.5*109 a1=3*106 a2=700 a3=0.03K2